"Ciclo dell'acqua sulla luna" è una frase che molte persone, compresi gli scienziati lunari, non si aspettavano mai di ascoltare. Questa sorprendente nuova scoperta di acqua onnipresente sulla superficie della Luna, rivelata e confermata da tre diversi veicoli spaziali l'anno scorso, è stata uno dei temi principali della recente discussione e studio dei ricercatori lunari. Ma capire il ciclo di come l'acqua appare e scompare durante il giorno lunare rimane sfuggente. A partire da ora, gli scienziati sospettano alcuni diversi processi che potrebbero fornire acqua e idrossile (OH) alla superficie lunare: meteoriti o comete che colpiscono la Luna, degassando dall'interno della Luna o il vento solare che interagisce con la regolite lunare. Ma finora, nessuno dei dettagli di nessuno di questi processi si sta sommando.
Dana Hurley del The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory fa parte del team di scienziati che tentano di modellare il ciclo dell'acqua lunare e ha discusso del lavoro al terzo forum lunare annuale del NASA Lunar Science Institute presso il Centro di ricerca di Ames, 20-22 luglio 2010 .
"Quando realizziamo il modello, assumiamo che il modo in cui l'acqua viene persa sia attraverso la fotodissociazione, e quindi questo fissa il calendario", ha detto Hurley a Space Magazine. "E usando quella scala temporale la quantità che sta arrivando attraverso il vento solare o i micrometeoriti non può sommare alla quantità osservata se è in uno stato stabile, quindi qualcosa non sta perdendo."
La fotodissociatura comporta la scomposizione di una sostanza in componenti più semplici a causa dell'energia radiante della luce solare.
Sembra che la quantità di acqua vari nel corso della giornata lunare. Due osservazioni a settimana separate da uno spettrometro sul veicolo spaziale Deep Impact riproposto (ora chiamato EPOXI) hanno mostrato che la regione che si trovava vicino al terminatore lunare all'alba aveva una quantità rilevabile di acqua e idrossile, e una settimana dopo, quando era quasi mezzogiorno, quelle le sostanze erano sparite. Ma la nuova regione all'alba aveva quindi H2O e OH.
Una teoria sostiene che l'acqua e l'idrossile sono, in parte, formati da ioni idrogeno nel vento solare. A mezzogiorno locale, quando la luna è più calda, si perdono acqua e idrossile. Di sera, la superficie si raffredda di nuovo e l'acqua e l'idrossile ritornano.
Ma, ha detto Hurley, il vento solare allo stato stazionario non riproduce la densità superficiale osservata di acqua e idrossile.
Inoltre, esaminando le altre possibili fonti - il tasso di origine noto di micrometeoroidi e comete - non fornisce neppure la quantità di H20 e OH osservate.
"Vorremmo davvero avere molte più osservazioni per capire come si evolve nel corso della giornata", ha detto Hurley.
Nel suo discorso, Hurley ha affermato che il suo team ha cercato di esaminare tutti i possibili angoli e idee, inclusi recenti recenti successi di comete sulla Luna, o potenzialmente un evento stagionale in cui l'acqua depositata ai poli invernali potrebbe essere rilasciata quando si riscalda in estate. Ma finora nessuna di queste idee è stata testata o modellata e finora non fornisce una soluzione al ciclo giornaliero dell'acqua che è stato osservato.
Ha anche osservato che, poiché esistono ovviamente alcuni processi unici in corso, l'interazione tra la superficie e l'atmosfera necessita di ulteriori studi.
"La superficie e l'atmosfera sono accoppiate", ha detto Hurley in un'intervista con Space Magazine. “L'atmosfera è prodotta dalla superficie; non c'è atmosfera che dura a lungo sulla Luna e viene costantemente prodotta e persa. E così viene dalla superficie, o da qualcosa che proviene dai grani di regolite lunari o qualcosa che interagisce con quei grani, sia che si tratti di vento solare o qualcosa che sta influenzando. Quindi, la superficie è la fonte dell'atmosfera e quell'atmosfera ritorna e interagisce di nuovo con la superficie. E devi davvero capire l'intero sistema. "
Quindi, qual è la sua migliore ipotesi sulla fonte dell'acqua?
Hurley ha detto che ci deve essere una sorta di riciclaggio all'interno della regolite, e forse una complessa chimica superficiale che consente a H20 e OH di esistere per periodi di tempo più lunghi, il che spiegherebbe meglio la densità superficiale.
"Quello che ho visto è ciò che potrebbe accadere nell'atmosfera e come le cose saltano dalla superficie in su e poi di nuovo in superficie", ha detto. “La regolite lunare è piuttosto libera, e queste piccole particelle e gas possono scendere all'interno della regolite e trovarsi nella parte superiore di alcuni centimetri e procedere verso il basso e indietreggiare. Quindi c'è uno scambio in corso in quello strato superiore che si comporta come un serbatoio. Questa è la mia migliore ipotesi su ciò che sta accadendo. "
